CHƯƠNG 1: KHÁI QUÁT VỀ LINH KIỆN ĐIỆN TỬ 1. Linh kiện điện tử thụ động 1. Điện trở - Khái niệm: Điện trở là sự cản trở dòng điện của một vật dẫn điện, nếu một vật dẫn điện tốt thì điện trở nhỏ, vật dẫn điện kém thì điện trở lớn, vật cách điện thì điện trở vô cùng lớn. - Cấu tạo: Điện trở được cấu tạo từ những vật liệu có điện trở suất cao như làm bằng than, magie kim loại Ni-O2, oxit kim loại, dây quấn.
Để biểu thị giá trị điện trở. Người ta dung các vòng màu để biểu thị giá trị điện trở. - Ký hiệu: - Hình dạng thực tế: Hình 1.1: Kí hiệu và hình ảnh thực của điện trở - Đơn vị: Ω, KΩ, MΩ, trong đó: 1KΩ = 1000Ω; 1MΩ = 1000000Ω. - Phân loại: Các loại điện trở trong các mạch điện tử có thể phân loại theo công suất, theo độ chính xác, theo vật liệu chế tạo, theo hình dáng.
Nếu phân loại theo công suất thì có các loại như sau: + Loại 1: Các điện trở công suất lớn hơn 2W trở lên. Ví dụ như các điện trở công suất, điện trở sứ.2: Hình dáng thực của một điện trở công suất + Loại 2: Điện trở thường là các điện trở có công suất nhỏ từ 0,125W đến 0,5W Hình 1.3: Hình dạng thực của loại điện trở 4 vạch màu 4 + Loại 3: Các điện trở có công suất và kích thước rất nhỏ (loại điện trở dán SMD) Hình 1.4: Cách ghi ký hiệu giá trị trên điện trở SMD - Cách đọc trị số điện trở + Đối với điện trở 4 vòng màu: Giá trị điện trở thường được thể hiện qua các vạch màu trên thân điện trở, mỗi màu đại diện cho một số. Màu đen: số 0, màu nâu: số 1, màu đỏ: số 2, màu cam: số 3, màu vàng: số 4, màu lục: số 5, màu lam số 6, màu tím số 7, màu xám: số 8, màu trắng: số 9. Nhìn trên thân điện trở, tìm bên có vạch màu nằm sát ngoài cùng nhất, vạch màu đó và vạch màu thứ hai, kế nó được dùng để xác định trị số của màu.
Vạch thứ ba là vạch để xác định nhân tử lũy thừa: 10(giá trị của màu). Giá trị của điện trở được tính bằng cách lấy trị số nhân với nhân tử lũy thừa.5: Vòng màu điện trở 4 vạch Phần cuối cùng: (không cần quan tâm nhiều) là vạch màu nằm tách biệt với ba vạch màu trước, thường có màu vàng kim hoặc màu bạc, dùng để xác định sai số của giá trị điện trở, vàng kim là 5%, bạc là 10%. + Đối với loại 5 vòng màu thì: vòng 1 là số hàng trăm, vòng 2 là số hàng chục, vòng 3 là số hàng đơn vị, vòng 4 là số nhân và vòng 5 là sai số. Giá trị R xác định như sau: R = (vòng 1)(vòng 2)(vòng 3) * 10(vòng 4) (vòng 5).6: Vòng màu điện trở 5 vạch 5 - Các linh kiện khác cùng nhóm và ứng dụng + Biến trở : Là điện trở có thể chỉnh để thay đổi giá trị, có ký hiệu là VR chúng có hình dạng như sau: Hình 1.7: Ký hiệu và hình ảnh thực của biến trở + Điện trở gói (thanh) Nhiều điện trở được đóng gói thành chung một khối.
Mỗi điện trở bên trong có giá trị bằng nhau và bằng giá trị ghi trên gói. Kí hiệu trên sơ đồ nguyên lý như sau: R1 R2 1k 1k R4 R3 1k 1k Hình 1.8: Ký hiệu và một hình ảnh thực của điện trở thanh + Ứng dụng của điện trở Điện trở có mặt ở mọi nơi trong thiết bị điện tử và như vậy điện trở là linh kiện quan trọng không thể thiếu được, trong mạch điện, điện trở có những tác dụng sau: Khống chế dòng điện qua tải cho phù hợp. Mắc điện trở thành cầu phân áp để có được một điện áp theo ý muốn từ một điện áp cho trước. Tụ điện - Khái niệm: Tụ điện là linh kiện điện tử thụ động được sử dụng rất rộng rãi trong các mạch điện tử, chúng được sử dụng trong các mạch lọc nguồn, lọc nhiễu.
- Cấu tạo của tụ điện: + Cấu tạo của tụ điện gồm hai bản cực đặt song song, ở giữa có một lớp cách điện gọi là điện môi. + Người ta thường dùng giấy, gốm, mica, giấy tẩm hoá chất làm chất điện môi và tụ điện cũng được phân loại theo tên gọi của các chất điện môi này như tụ giấy, tụ gốm, tụ hoá.9: Cấu tạo của tụ điện gốm (a) và tụ hoá(b) - Ký hiệu: Được kí hiệu là C + Ký hiệu trên mạch điện: Hình 1.10: Ký hiệu tụ điện trên mạch điện - Hình dạng: Tụ điện có khá nhiều hình dạng khác nhau.11: Hình dạng thực tế tụ điện - Đơn vị của tụ điện: Là Fara, 1 Fara có trị số rất lớn và trong thực tế người ta thường dùng các đơn vị nhỏ hơn như: + P (Pico Fara) 1 Pico = 1/1000.000 Fara (viết gọn là 1nF) + MicroFarra 1 Micro = 1/1000.000 Pf 7 - Phân loại: Tụ điện có nhiều loại như tụ giấy, tụ gốm, tụ mi ca, tụ hoá nhưng về tính chất thì ta phân tụ là hai loại chính là tụ không phân cực và tụ phân cực. + Tụ giấy, tụ gốm, tụ mica. (tụ không phân cực ) Các loại tụ này không phân biệt cực tính âm dương của chân tụ và thường có điện dung nhỏ từ 0,47 μF trở xuống, các tụ này thường được sử dụng trong các mạch điện có tần số cao hoặc mạch lọc nhiễu, mạch dao động.12: Hình dạng thực tế tụ gốm + Tụ hoá (Tụ có phân cực) Tụ hoá là tụ có phân cực âm dương, tụ hoá có trị số lớn hơn và giá trị từ 0,47μF đến khoảng 4.700 μF, tụ hoá thường được sử dụng trong các mạch có tần số thấp hoặc dùng để lọc nguồn, tụ hoá luôn luôn có hình trụ.
Có ký hiệu dấu “–“ Hình 1.13: Hình dạng thực tế tụ hoá có phân cực - Cách đọc giá trị của tụ điện: + Đọc trực tiếp trên thân điện trở, ví dụ 100µF (100 micro Fara) Nếu là số dạng 103J, 223K, 471J vv…. thì đơn vị là pico, hai số đầu giữ nguyên, số thứ 3 tương ứng số lượng số 0 thêm vào sau (chữ J hoặc K ở cuối là ký hiệu cho sai số). + Ví dụ 1: 103J sẽ là 10000 pF (thêm vào 3 số 0 sau số 10) = 10 nF. + Ví dụ 2: 471K sẽ là 470 pF (thêm 1 số 0 vào sau 47) Sau trị số điện dung bao giờ cũng có giá trị điện áp, điện áp ghi trên tụ chính là điện áp cực đại mà tụ có thể chịu được, vượt qua giá trị này thì tụ điện có thể bị hư hỏng hoặc bị cháy nổ.
8 - Các linh kiện khác cùng nhóm và ứng dụng Biến dung: có các ký hiệu như sau: Hình 1.14: Hình ký hiệu biến dung Ví dụ tụ xoay (tụ không khí) là một loại biến dung. Tụ xoay là tụ có thể xoay để thay đổi giá trị điện dung, tụ này thường được lắp trong Radio để thay đổi tần số cộng hưởng khi ta dò đài.15: Hình dạng thực tế tụ xoay sử dụng trong radio cũ (tụ không khí) 1. Cuộn cảm - Cấu tạo và phân loại Cuộn cảm gồm một số vòng dây quấn lại thành nhiều vòng, dây quấn được sơn emay cách điện, lõi cuộn dây có thể là không khí, hoặc là vật liệu dẫn từ như Ferit hay lõi thép kỹ thuật điện. - Ký hiệu trên sơ đồ nguyên lý L1 là cuộn dây lõi không khí, L2 là cuộn dây lõi ferit, L3 là cuộn dây có lõi chỉnh, L4 là cuộn dây lõi thép kỹ thuật Hình 1.16: Kí hiệu của cuộn cảm (a) (b) Hình 1.
Hệ số tự cảm là đại lượng đặc trưng cho sức điện động cảm ứng của cuộn dây khi có dòng điện biến thiên chạy qua.10 2 7 l Trong đó: L : là hệ số tự cảm của cuôn dây, đơn vị là Henrry (H) n : là số vòng dây của cuộn dây. l : là chiều dài của cuộn dây tính bằng mét (m) S : là tiết diện của lõi, tính bằng m2 μ : là hệ số từ thẩm của vật liệu làm lõi + Cảm kháng: Cảm kháng của cuộn dây là đại lượng đặc trưng cho sự cản trở dòng điện của cuộn dây đối với dòng điện xoay chiều .L Trong đó: ZL: là cảm kháng, đơn vị là Ω f : là tần số đơn vị là Hz L : là hệ số tự cảm , đơn vị là Henry (H) + Điện trở thuần của cuộn dây: Là điện trở mà ta có thể đo được bằng đồng hồ đo điện trở, thông thường cuộn dây có phẩm chất tốt thì điện trở thuần phải tương đối nhỏ so với cảm kháng, điện trở thuần còn gọi là điện trở tổn hao vì chính điện trở này sinh ra nhiệt khi cuộn dây hoạt động. + Tính chất nạp, xả của cuộn cảm : Cuộn dây nạp năng lượng: Khi cho một dòng điện chạy qua cuộn dây, cuộn dây nạp một năng lượng dưới dạng từ trường được tính theo công thức : W = L.I2 / 2 Trong đó: W: năng lượng (J) L: hệ số tự cảm (H) I: cường độ dòng điện(A).18: Tính nạp/xả năng lượng của cuộn cảm 10 Ở thí nghiệm trên : Khi K1 đóng, dòng điện qua cuộn dây tăng dần ( do cuộn dây sinh ra cảm kháng chống lại dòng điện tăng đột ngột ) vì vậy bóng đèn sáng từ từ, khi K1 vừa ngắt và K2 đóng , năng lương nạp trong cuộn dây tạo thành điện áp cảm ứng phóng ngược lại qua bóng đèn làm bóng đèn loé sáng => đó là hiên tượng cuộn dây xả điện. - Các linh kiện khác cùng nhóm và ứng dụng Ví dụ như biến áp, loa, mic, rơ le.
có sử dụng cuộn dây.19: Cấu tạo loa Loa gồm một nam châm hình trụ có hai cực lồng vào nhau, cực N ở giữa và cực S ở xung quanh, giữa hai cực tạo thành một khe từ có từ trường khá mạnh, một cuôn dây được gắn với màng loa và được đặt trong khe từ, màng loa được đỡ bằng gân cao su mềm giúp cho màng loa có thể dễ dàng dao động ra vào. Khi ta cho dòng điện âm tần (điện xoay chiều từ 20 Hz => 20.000Hz) chạy qua cuộn dây, cuộn dây tạo ra từ trường biến thiên và bị từ trường cố định của nam châm đẩy ra, đẩy vào làm cuộn dây dao động => màng loa dao động theo và phát ra âm thanh. + Biến áp: biến áp có lõi bằng thép lõi ferit lõi không khí Hình 1.20: Hình cấu tạo máy biến áp Tỷ số vòng / vol của biến áp: Gọi: n1 và n2 là số vòng của quộn sơ cấp và thứ cấp.